Inteligentní sítě – Česká republika nezůstává pozadu

V souvislosti s rostoucím využitím obnovitelných zdrojů se často mluví o potřebě modernizace rozvodných sítí a jejich proměně na „chytré“. Dnešní podoba, která je v principu neměnná již několik desetiletí, totiž není dostatečně flexibilní. Také v České republice se připravují první projekty tzv. „Smart Grids“.  

Jako „inteligentní síť“ či „Smart Grid“ se označuje elektrorozvodná distribuční síť, která dokáže samostatně reagovat na proměnlivé zatížení a přizpůsobovat se mu. Rozšíření konceptu Smart Grids přineslo posledních pár let spojených s rozvojem obnovitelných zdrojů energie typu větrných či fotovoltaických elektráren a především technologický pokrok a rozvoj v oblasti IT komponent.

Narušení centralizované výroby

Až dosud rozvodná síť pracovala s předpokladem, že zdroji energie budou velké elektrárny sloužící jako centrální výrobny. Obnovitelné zdroje ale tento setrvalý stav náhle nabouraly.

„Smart Grids reagují na vývoj v poslední době. Tj. zapojování mnoha malých zdrojů v řádu desítek kW, max. MW. Ty bývají velmi rozptýlené – fotovoltaické jednotky na domech, kogenerace, větrné elektrárny,“ vysvětlil nám Martin Machek, vedoucí útvaru koncepce rozvoje distribuce společnosti ČEZ.

Větrné a zejména solární elektrárny s výkonem v řádu MW nebo i stovek kW mohou růst doslova jako houby po dešti, nekontrolovaně a decentralizovaně. Jejich podstatným rysem je i to, že nedodávají do sítě stálý výkon, narozdíl třeba od jaderných elektráren, případně bioplynových stanic. „Na to není distribuční soustava stavěná. To je jeden z důvodů, proč se rozvíjí koncept Smart Grids,“ dodal Machek s tím, že spektrum zdrojů se začíná rozšiřovat a bude i nadále.

Obousměrná komunikace

Rozvodná síť pak při slunečném odpoledni, kdy vane mírný vítr a solární elektrárny i větrné turbíny jedou naplno, je nucena pojmout mnohem vyšší výkon než na jaký byla dimenzována a navržena, když se předpokládalo, že centrální zdroje tu budou navždy. V České republice se tak stalo i díky nekontrolovanému a nečekanému růstu fotovoltaiky, který byl podpořen štedrými výkupními cenami.

Základní vlastností inteligentních sítí je schopnost obousměrné komunikace. Díky tomu dokáže rozvodná síť pružně reagovat na měnící se výrobní a spotřební nároky. V České republice startuje projekt inteligentních sítí společnost ČEZ ve východočeském Vrchlabí, které bývá přezdíváno bránou do Krkonoš.

Jde o průřezový projekt, na kterém se podílejí různé divize a dceřiné společnosti Skupiny ČEZu. Zároveň jde o jeden z pilířů projektu FutureMotion ohlášeného minulý rok. „I v energetice se začíná projevovat trend zrychleného vývoje technologií,“ vysvětluje Machek. „Mnoho průmyslových firem vyvíjí počítačové komponenty informačních a komunikačních technologií, které je možné použít ke zefektivnění provozování distribučních sítí. Konkrétně jde o různé senzory, dálkově ovládané prvky, sofistikované systémy na měření a řízení zatížení distribuční sítě,“ doplňuje. To všechno je možné skloubit do konceptu Smart Grids.

Proč právě Vrchlabí?

Realizace projektu Smart Grids ve Vrchlabí, které je nově označování jako tzv. „Smart Region“, bude probíhat od letošního roku do roku 2015. Proč právě Vrchlabí?

Jedním z důvodů byl i projekt unifikace napětí v rámci celé České republiky. Jednak se jedná o menší ucelenou lokalitu, která je odpovídající velikosti a rozsahu pro záměr pilotního projektu. Dále zde již existují vhodně zapojitelné obnovitelné zdroje energie i prostor pro zapojení několika jednotek kombinované výroby elektřiny a tepla a možnost vyzkoušet koncept E-mobility.

Jaký je vlastně přínos inteligentních sítí? Z pohledu distributora jde samozřejmě o optimalizaci zatížení. „Distribuční síť musí být stavěná na nejvyšší okamžitý odběr. Smart Grid umožní optimalizovat skladbu spotřeby. Pro distributora to má smysl v tom, že uvolní část kapacity svých distribučních sítí. Tudíž bude moct mnohem lépe připojovat nové zdroje, pracovat s výkonovou bilancí mezi spotřebou a výrobou a podobně,“ vysvětluje Machek.

Distribuční síť je dnes řízena především na úrovni velmi vysokého napětí, max. vysokého napětí. Koncept Smart Grids tohle nabourává. „Dnešní komponenty umožňují, aby síť byla řízena všude na úrovni vysokonapěťové sítě a postupný průnik do nízkonapěťové sítě,“ vysvětluje Machek techničtější podrobnosti celého projektu.

Lépe informovaný zákazník

Jedním z prvních a základních kroků směrem k chytrým sítím jsou tzv. chytrá měřidla, smartmeters. Běžný elektroměr dnes funguje analogově. Nová chytrá měřidla už jsou digitální a dokážou obousměrně komunikovat s rozvodnou.

Díky chytrým měřidlům dostane zákazník možnost sledovat svoji spotřebu. „My mu chceme nabídnout i možnost s ní pracovat. Např. navrhnout řešení jak se chovat, aby svou spotřebu upravil a časem nabídnout více tarifů podobně jako mobilní operátoři. Případně návrh řešení jak se chovat, aby svou spotřebu upravil,“ upřesňuje Machek.

Ve Vrchlabí bude výměna elektroměrů probíhat kontinuálně. První proběhne v jihozápadní části města zvané Liščí kopec, druhá etapa pak zahrne zbytek města. Na Liščím kopci začne implementace chytrých měřidel na začátku roku 2011.

Zákazníci, kteří se budou ochotni na projektu podílet, pak dostanou na výběr ze tří informačních kanálů, skrze které budou moct nové informace o své spotřebě sledovat. Předně to bude internetové rozhraní, tedy webová stránka v podobě Virtuální obchodní kanceláře, speciálního portálu ČEZu. Druhým nástrojem budou home displeje, třetí možností speciální televizní kanál.

Pilotní projekt přinese důležité poznatky

Projekt Smart region ve Vrchlabí je označován jako „pilotní“. To znamená, že jde o test toho, jak by to do budoucna mohlo fungovat. ČEZ si chce prostě a jednoduše vyzkoušet, co všechno takové inteligentní sítě obnášejí.

Navíc projekt ve Vrchlabí počítá i s elektromobilitou. ČEZ hodlá ve městě instalovat dobíjecí stanice pro elektromobily. Městu, případně firmám, by pak měl nabídnout k používání a testování elektrická auta. „Vyzkoušíme si jako distributor jakým způsobem spolu dokáží tyto dva světy [inteligentní sítě a elektromobily – pozn. redakce] komunikovat. Na co je třeba při budování dobíjecích stanic dávat pozor, co je třeba hlídat z pohledu distributora,“ říká Machek.

Ve Vrchlabí se také počítá s instalací malých kogeneračních jednotek v řádech MW. „Místní Teplárna bude dál fungovat, nicméně část bude modernizována doplněním kogenerační jednotky,“ upřesňuje Machek. Projekt se naplno rozbíhá už dnes. „Už dnes zadáváme studii ve spolupráci s Vysokou školou báňskou, která by nám měla odpovědět na otázku jak optimálně rekonfigurovat stávající síť.“

Celoevropská iniciativa

Projekt inteligentních sítí a především smart meterů má i celoevropský rozměr. Legislativa Evropské unie nařizuje vypracovat národní studii ekonomičnosti nasazení smart meterů za kterou zodpovídá Ministerstvo průmyslu a obchodu, do roku 2012. Pokud vyjde studie kladně, má stát za povinnost implementovat 80% chytrých měřidel do roku 2020.

„Pokud to studie implementace smart meters v České republice vyjde kladně, dá se očekávat legislativní povinnost nasazování smart meters a zahájení plošného nasazení po celém území. Tedy nejen ČEZ, ale také E.ON a další,“ vysvětluje Machek. Upozororzňuje však, že evropská legislativa se týká pouze chytrých měřidel, nikoliv celých chytrých sítí.

Zároveň je jasné, že veškeré plány v této oblasti jsou otázkou nikoliv let, ale spíše desetiletí. Setrvačnost v oboru energetiky je obrovská, jak je vidět na dnešní rychle koncepčně zastarávající energetické síti. Aby mohlo vše fungovat, je třeba podrobného plánování a spolupráce mnoha různých organizací. Česká republika v této oblasti nijak nezaostává a reaguje na světový vývoj.